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各種閥門的優(yōu)點和應用介紹

閘閥（VAG-EKO）：閘閥是指關閉件（閘板）沿通道軸線的垂直方向移動的閥門，在管路上主要作為切斷介質用，即全開或全關使用。一般，閘閥不可作為調節(jié)流量使用。它可以適用低溫壓也可以適用于高溫高壓，并可根據閥門的不同材質。但閘閥一般不用于輸送泥漿等介質的管路中。直埋式軟密封閘閥（地埋式軟密封閘閥）可直接埋入地下，不用磊砌閘井，降低施工難度和工程造價，井室隨地面高度可任意調節(jié)，具有長期使用不泄漏、免維護等優(yōu)點，還可有效避免他人隨意開關閥門和偷盜井蓋
,?埋地式燃氣焊接閘閥FY67-64；埋地式法蘭燃氣閘閥FYZ47F-40。適用于燃氣地下管網。
優(yōu)點：①流體阻力?。虎趩?、閉所需力矩較小；③可以使用在介質向兩方向流動的環(huán)網管路上，也就是說介質的流向不受限制；④全開時，密封面受工作介質的沖蝕比截止閥?。虎菪误w結構比較簡單，制造工藝性較好；⑥結構長度比較短。?
?????缺點：①外形尺寸和開啟高度較大，所需安裝的空間亦較大；②在啟閉過程中，密封面人相對摩擦，摩損較大，甚至要在高溫時容易引起擦傷現(xiàn)象；③一般閘閥都有兩個密封面，給加工、研磨和維修增加了一些困難；④啟閉時間長。國產閘板閥為上閘板，當管網中有雜質時造成關閉不嚴.



蝶閥（VAG-INTEREX；VAG-EKN）：蝶閥是用圓盤式啟閉件往復回轉90°左右來開啟、關閉和調節(jié)流體通道的一種閥門。?
?????優(yōu)點：①結構簡單，體積小，重量輕，耗材省，特別用于大口徑閥門中；②啟閉迅速，流阻系數?。虎劭捎糜趲腋」腆w顆粒的介質，依據密封面的強度也可用于粉狀和顆粒狀介質?？蛇m用于通風除塵管路的雙向啟閉及調節(jié)，廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。?
?????缺點：①流量調節(jié)范圍不大，當開啟達30%時，流量就將進95%以上。②由于蝶閥的結構和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統(tǒng)中。一般工作溫度在300℃以下，PN40（6～40）以下。③密封性能相對于球閥、截止閥較差，故用于密封要求不是很高的地方。?



球閥：是由旋塞閥演變而來，它的啟閉件是一個球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉90°實現(xiàn)開啟和關閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向，設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節(jié)功能。
?????優(yōu)點：①具有最低的流阻（實際為0）；②因在工作時不會卡住（在無潤滑劑時），故能可靠地應用于腐蝕性介質和低沸點液體中；③在較大的壓力和溫度范圍內，能實現(xiàn)完全密封；④可實現(xiàn)快速啟閉，某些結構的啟閉時間僅為0.05~0.1s，以保證能用于試驗臺的自動化系統(tǒng)中。快速啟閉閥門時，操作無沖擊。⑤球形關閉件能在邊界位置上自動定位；⑥工作介質在雙面上密封可靠；⑦在全開和全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，因此高速通過閥門的介質不會引起密封面的侵蝕；⑧結構緊湊、重量輕，可以認為它是用于低溫介質系統(tǒng)的最合理的閥門結構；⑨閥體對稱，尤其是焊接閥體結構，能很好地承受來自管道的應力；⑩關閉件能承受關閉時的高壓差。⑾全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門內件不受侵蝕，最高使用壽命可達30年，是石油、天然氣管線最理想的閥門。?
?????缺點：①因為球閥最主要的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯，它對幾乎所有的化學物質都有是惰性的，且具有摩擦系數小、性能穩(wěn)定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數，對冷流的敏感性和不良的熱傳導性，要求閥座密封的設計必須圍繞這些特性進行。所以，當密封材料變硬時，密封的可靠性就受到破壞。而且，聚四氟乙烯的耐溫等級較低，只能在小于180℃情況下使用。超過此溫度，密封材料就會老化。而考慮長期使用的情況下，一般只會在120℃不使用。②它的調節(jié)性能相對于截止閥要差一些，尤其是氣動閥（或電動閥）。?

截止閥（VAG-MONO）：是指關閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。根據閥瓣的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關系。由于該類閥門的閥桿開啟或關閉行程相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ?，又由于閥座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關系，非常適合于對流量的調節(jié)。因此，這種類型的閥門非常適合作為切斷或調節(jié)以及節(jié)流用。?
?????優(yōu)點：①在開啟和關閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。②開啟高度一般僅為閥座通道的1/4，因此比閘閥小得多；③通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。④由于其填料一般為石棉與石墨的混合物，故耐溫等級較高。一般蒸汽閥門都用截止閥。?
?????缺點：①由于介質通過閥門的流動方向發(fā)生了變化，因此截止閥的最小流阻也較高于大多數其他類型的閥門；②由于行程較長，開啟速度較球閥慢。?



隔膜閥（VAG-DURA）：是指在閥體和閥蓋內裝有一撓性膜或組合隔膜，其關閉件是與隔膜相連接的一種壓縮裝置。閥痤可以堰形，也可以是直通流道的管壁。?
?????優(yōu)點：①操縱機構與介質通路隔開，不但保證了工作介質的純凈，同時也防止管路中介質沖擊操縱機構工作部件的可能性,閥桿處不需要采用任何形式的單獨密封，除非在控制有害介質中作這安全設施使用；②由于工作介質接觸的僅僅是隔膜和閥體，二者均可以采用多種不同的材料，因此該閥能理想控制多種工作介質，尤其適合帶有化學腐蝕或懸浮顆粒的介質。③結構簡單，只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個部件構成。該閥易于快速拆卸和維修，更換隔膜可以在現(xiàn)場及短時間內完成。?
?????缺點：①由于受閥體襯里工藝和隔膜制造工藝和限制，較大的閥體襯里和較大的隔膜制造工藝都很難，故隔膜不宜用于較大的管徑，一般應用在DN≤200mm以下的管路上。②由于受隔膜材料的限制，隔膜閥適用于低壓及溫度不高的場合。一般不超過180℃；③調節(jié)性能相對較差，只在小范圍內調節(jié)（一般在關閉至2/3開度時，可用于流量調節(jié)）。?



安全閥（VAG-SAV）：是指在受壓容器、設備或管路上，作為超壓保護裝置。當設備、容器或管路內的壓力升高超過允許值時，閥門自動開啟，繼而全量排放，以防止設備、容器或管路和壓力繼續(xù)升高；當壓力降低到規(guī)定值時，閥門應自動及時關閉，從而保護設備、容器或管路的安全運行。?
????蒸汽疏水閥：在輸送蒸汽、壓縮空氣等介質中，會有一些冷凝水形成，為了保證裝置的工作效率和安全運轉，就應及時排放這些無用且有害的介質，以保證裝置的消耗和使用。它有以下作用：①能迅速排除產生的凝結水；②防止蒸汽泄露；③排除空氣及其他不凝性氣體。?



減壓閥：是通過調節(jié)，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質本身的能量，使出口壓力自動保持穩(wěn)定的閥門。?


止回閥（VAG-KRV；VAG-SKR；VAG-TOPSTOP）：又稱逆流閥、逆止閥、背壓閥和單向閥。這些閥門是靠管路中介質本身的流動產生的力自動開啟和關閉的，屬于一種自動閥門。止回閥用于管路系統(tǒng)，其主要作用是防止介質倒流、防止泵及驅動電動機反轉，以及容器介質的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過系統(tǒng)壓的輔助系統(tǒng)提供補給的管路上。主要可分為旋啟式（依重心旋轉）與升降式（沿軸線移動）。?







流量系數的定義：?
????1、?C：在閥門全開情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為1kgf/cm2?時，每小時流經閥的體積（以m3表示）。C是流量系數的通用符號，我國過去長期使用。?
????2、?Kv：在閥門全開情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為100KPA時，每小時流經閥的體積（以m3表示）。Kv=1.01C，目前我國推薦使用。?
????3、Cv：在閥門全開情況下，溫度為15℃（華氏60度）的水，閥兩端壓差為1lb/in2?時每小時流經閥的體積（以m3表示）。Cv=1.167C
????閥門流量系數和氣蝕系數介紹
????閥門的流量系數和氣蝕系數是兩個重要的參數，這在先進工業(yè)國家生產的閥門資料中一般均能提供，甚至在樣本里也印出。我國生產的閥門基本上沒有這方面資料，因為取得這方面的資料需要做實驗才能提出，這是我國和世界先進水平的閥門差距的重要表現(xiàn)之一。
概述
　　九十年代后期，我國天然氣資源的連續(xù)開發(fā)、建設和利用，促使我國城鎮(zhèn)天然氣發(fā)展進入了一個新的時期，隨著陜京線、西氣東輸、忠武線、東海天然氣等大型輸氣工程先后完工。預計到2010年，天然氣在我國城鎮(zhèn)燃氣中的比例將由目前不到33％增加到66％以上。
　　鑒于天然氣的輸配壓力級制較高，在城區(qū)一般0．4～1．6MPa,介質內往往含有沙質粉塵，在高壓作用下對閥門的內腔，尤其是密封部位形成較強的沖刷作用，因此用于輸配天然氣的閥門的密封面最好是“暗藏”一即閥門全開時和全關時密封面與天然氣介質不接觸，從而保證閥門的密封效能，筆者在此推薦幾種燃氣專用閥門選用的注意事項。
一、平板閘閥
　　(1)通用平板閘閥(見圖一)
　　通用平板閘閥是燃氣管道近年來才開始使用的通用閥門，全通徑時流阻小，兩邊的密封由聚四氟乙烯或橡膠O型環(huán)壓緊在閘板上形成，是一種非強制性的閥，需靠介質力達到完全密封，同時這種閥門在全關或全開時不能做到中腔無氣，不便于用戶搶修時迅速判斷閥門是否關嚴，要達到中腔無氣則啟閉扭矩會迅速增加；有些廠家制成縮徑的，列如DN200口徑，內徑只有150mm，用戶特別要注意。因此這種平板閘閥適用于壓力級制較低，公稱通徑較小的場合。圖一系一種較新型的平板閘閥，全通徑，價格較廉，可用于壓力級制較低的場合。
　　(2)TRZ系列彈性密封燃氣閘閥(見圖二)
　　TRZ系列彈性密封燃氣閘閥是區(qū)別于普通平板閘閥的一種燃氣專用強制性密封閥門。該閥的特點與固定球球閥的彈性閥座結構相似，閘板兩邊密封座圈采用彈性浮動式結構，密封面在全開、全關及啟閉過程中始終緊貼在一起，而且能補償密封付的磨損，適用于高壓力級制的場合：該閥在全開、全關時閥腔內可達到無氣，即使放散完閥腔中剩余的燃氣，檢查閥腔內無壓力后，使用者可放心在閥門下游管道施工，大大縮短了施工前的停氣準備工時，得到了用戶的首肯。密封機理見圖三。TRZ系列彈性密封燃氣閘閥的連接形式有法蘭式和焊接式兩種，法蘭式是傳統(tǒng)的連接方式，焊接式可將閥門與管道直接焊接，節(jié)約鋪管費用，并且可以省去兩端的絕緣法蘭或絕緣接頭。兩種閥門均可直埋，避免了不必要的窨井，給施工帶來了方便。
　　TRZ系列彈性密封燃氣閘閥全開時，似管線同通徑的一段管道，流阻極?。呵宜忻芊饷姘挡兀慌c介質接觸，對人工煤制氣來講，“煤氣膠”不可能黏附在密封面上，對天然氣來講粉塵砂礫沖刷不到零部件上。
　　全密封彈性密封燃氣閘閥保留了TRZ系列彈性密封燃氣閘閥的優(yōu)點，增加了防止異物掉入閥腔內部的結構，在天然氣粉塵較多的場合，克服了閘閥最大的弱點——閥腔底部堆積雜物，造成閘板無法關到位使密封失效。該產品已用于粉塵特別多的煤氣公司管線上，效果良好。
　　TRZ系列彈性密封燃氣閘閥適用于燃氣管線，特別適用于地下燃氣管線，從國外考察的情況來看，許多國家的天然氣管線上都采用彈性平板閘閥，同通徑彈性平板閘閥與球閥相比，都有防火功能，而價格比球閥低30％左右，使用效果相同。TRZ系列彈性密封燃氣閘閥的缺點是底部結構高度較大，有1個公稱通徑的高度，因為埋在地下，管線中軸線上面的高度與通常閘閥相同，其缺點還不明顯，主要是下半部高度較通常閘閥大一些，施工時埋設深度大些，但一般不影響管線鋪設。
二、RQ系列燃氣球閥
　　(1)球閥是一種近年來迅速發(fā)展起來的新閥種，因其流阻小、結構高度低、密封性能好等優(yōu)點而得到廣泛應用。球閥品種較多，同一通徑的球閥，由于材質、工藝或結構不同會產生各種品種，而且價格相差懸殊，在此做較為詳細介紹。
　　球閥大體上分為兩種，一種是浮動球球閥，即球體在閥腔內可浮動，依靠兩端的密封座壓緊球體而穩(wěn)定。這種球閥只能用于公稱通徑較小(150mm以下)或壓力級制較低(0．8MPa以下)的場合，否則啟閉扭矩會很大，給使用者帶來困難。另一種是固定球球閥，在公稱通徑大于DN200或壓力級制較高的場合，需用固定球結構，固定球結構的球閥在閥門全關時，壓在球體上的作用力傳遞到上下兩個球體支撐軸上，大大減少操作力矩，壓力增加而扭矩不會明顯增加，便于操作者使用。
　　固定球應設計成“雙活塞機構”
見圖五。在球體固定不動的情況下，特別設計的彈簧加載閥座密封機構，依靠外加彈力使閥座壓緊閥球。實踐使用情況證明，選用碟型彈簧的效果較一般鋼絲盤形彈簧好，能克服鋼絲盤形彈簧長期受壓情況下易疲勞變形的弊端，確保閥門長期可靠密封。詳細內容在全焊接球閥結構中介紹。
　　(2)除上述密封機理外，RQ燃氣球閥應具有通用球閥所沒有的特點，這些特點是：①耐火性：當發(fā)生火災高溫燒毀密封座上的聚四氟乙烯材料后(即軟密封部分)金屬密封座在彈簧的壓力的作用下補充軟密封的空間繼續(xù)壓緊閥球，形成金屬對金屬的密封結構，有效阻止燃氣的擴散，防止災情擴大。②防靜電：即在球體與閥桿、閥桿與閥體間設置導電機構，使閥門在啟閉過程中產生的靜電通過設置的靜電通道到達管路導入地下，避免靜電積累打火點爆燃氣，確保安全。⑧限位加鎖：球閥是旋轉機構，容易造成360‘旋轉，必須設計有限位機構，必要時還應加鎖，防止操作人員誤操作或操作人員擅自操作而引發(fā)事故。④閥桿防沖擊即倒密封結構：閥桿采用下裝式，設置帶有密封墊片的倒密封結構。倒密封的密封力隨閥腔燃氣壓力的增高而增大，從而確保閥桿的密封效果：同時閥腔燃氣壓力異常增大時，閥桿不會被沖出。閥桿密封除采用倒密封結構外，還采用特殊的0型圈(450分型面)密封，可使球閥的啟閉力矩較同類球閥小，操作輕便，速度快。
　　(3)全焊接球閥介紹(見圖四)
　　最近國外天然氣干線上已開始使用全焊接球閥，即除去球閥殼體的中閥蘭和幾十對螺栓螺帽，兩端不配置法蘭但具有與管線尺寸一樣的短管直接焊接在管線上，其優(yōu)點是減輕了整體球閥的重量，最多可減輕1／4重量，又減少了外泄漏。與管線連成一體，省去了絕緣法蘭，有利于管線的整體防腐蝕。但是全焊接球閥工藝復雜，制造要求高因此造價也相對通用球閥昂貴。因此建議全焊接球閥使用在壓力級別高和比較重要的管線上，如城市環(huán)網、干線等。
　　目前除國外進口全焊接球閥外，國內也開始有廠家生產，為了方便用戶，在此提供以下參考意見。
　?、俜栏g問題
　　全焊接球閥的殼體應采用高強度、耐腐蝕的鍛鋼。天然氣含有硫化氫與鐵反應成硫化鐵，因此殼體內的防腐是重點，當然外防腐也很重要，但外防腐如有問題可以在施工中彌補，而內防腐必須在出廠前搞好；
　　②結構問題
　　筆者建議用戶選用具有雙活塞效應的閥座(見圖五)。
一個優(yōu)良的密封結構直接影響球閥的質量，因此用具有雙活塞效應的閥座很重要，雙活塞效應閥座的原理是：密封付配有二組閥座密封，如果上游端閥座損壞，介質進入中腔，借助介質的壓力仍能使下游端密封付起到密封的作用。密封結構中的密封付如能制成軟硬密封型將更為理想，軟硬密封型即聚四氟乙烯為軟密封，不銹鋼金屬彈性環(huán)為硬密封組，這樣的軟硬密封相結合，不僅增強了密封性能，而且還具有了防火性能，當軟密封被火燒毀后，金屬硬密封仍能基本保持密封。另外世界上正在研究一種多重復合材料的密封結構，以確保球閥具有更好的質量和更長的使用壽命；
　?、蹚姸葐栴}
　　全焊接球閥的公稱通徑大于DNl50以上，應該采用固定球構造，為了減少介質壓力對球體和閥桿造成的彎曲應力，將閥桿與球體在縱向中心線上聯(lián)成一體，并加大閥桿與球體的聯(lián)接剛度，提高閥門抵抗介質壓力的強度。為了減少球閥的啟閉扭矩，可在閥桿圓周增設軸承或減摩擦墊片。
　?、苊芊庵?br/>　　在較大公稱通徑，一般在DN400以上的全焊接球閥，由于受壓大又是全焊接，不容易檢修，應加設緊急加注密封脂的裝置。
　　總之，全焊接球閥對國內燃氣行業(yè)來講還是個新生事物，不管是生產還是使用，都需要在實踐中總結經驗，逐步完善。
　　(4)燃氣緊急切斷閥
　　隨著天然氣在城市燃氣供應范圍的擴大，越來越多的新型、大型燃氣設施投入使用，為保證安全傳氣，燃氣鍋爐、燃氣空調、燃氣設備在發(fā)生燃氣泄漏或其他災情時，緊急切斷閥快速切斷燃氣來源，防止災情擴大。目前燃氣緊急切斷閥在國內還沒有普及，隨著環(huán)保意識和安全意識的加強，以及燃氣事業(yè)的發(fā)展，燃氣緊急切斷閥必定會得到人們的重視。燃氣緊急切斷閥是保障安全性質的閥門，與自動化監(jiān)控設備連機，執(zhí)行關閥指令，因此燃氣緊急切斷閥一般都是電動閥門，掘現(xiàn)有資料反映該類閥門有兩大類型，一類是電磁閥，一類是電動閥。由于燃氣緊急切斷閥要求高，主要是快速、密封、流阻小、口徑規(guī)格全等，現(xiàn)有的電磁閥、電動閥都有一定的缺陷，不能滿足其所有要求。下面對這些閥門逐一進行分析：第一、電磁閥，目前大多選用進口電磁閥，電磁閥速度快，但是流阻大，是截止閥中流阻最大的，壓力損失大，而且口徑小，大口徑的電磁閥制造較困難，一般只能做到DN150以下，價格昂貴，如配備大口徑的電磁閥以滿足通徑要求，技術經濟比指標就很差。有些電磁閥是靠電磁場吸住開閥，一旦失電，哪怕瞬間失電閥門就關閉，不符合工況實際。脫鉤式電磁閥，通電脫鉤關閥，靈敏度很高，速度很快，因為用直流低電壓，有一點干擾或電源“晃動”就會產生誤動作，影響正常生活和生產：第二、電動蝶閥，價格較低，容易做成大口徑，啟閉速度較閘閥快，較電磁閥慢：流阻較電磁閥小，較閘閥大：密封性較電磁閥和閘閥都差，而且由于密封隔離寬度小，快速啟閉的速度沖擊容易造成啟閉不足或過頭的現(xiàn)象：第三、電動閘閥，價格較電動蝶閥高，流阻小，密封性好，但是速度慢，達不到緊急切斷的要求：第四、球閥，流阻小，密封性好，但是市場上國產或進口的電動球閥，啟閉速度一般在15～30秒，還不能滿足快速的要求，用戶對緊急切斷閥啟閉速度要求一般在10秒以內，電動球閥有許多優(yōu)點，只要在啟閉速度上改進提高就能成為理想的緊急切斷閥。
　　RKQ型緊急切斷電動球閥集合了球閥的優(yōu)點，啟閉速度達到3．75秒，填補了國內外空白，而且在結構上設計有防靜電和防火功能，電器設備可與燃氣泄漏報警器、災情控制設備連機，又可與風機等輔助設備連控，整體設計符合DBJ08—65—97《城市天然氣管道工程技術規(guī)范》價格比同類進口產品低得多。一經問世即被燃氣用戶所接受，并得到好評。
結束語：
　　我國的燃氣事業(yè)，尤其是天然氣的快速發(fā)展和普及，帶動了燃氣閥門制造業(yè)的進步和發(fā)展。我們相信隨著西氣東輸、海洋天然氣上岸、俄羅斯氣源引進，海運液化天然氣上岸，必將有更多品種新穎的燃氣閥門問世，以適應廣大燃氣用戶的需要。